verificaÇÃo da resistÊncia do concreto mÉtodos …
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VERIFICAÇÃO DA RESISTÊNCIA DO CONCRETO IN LOCO: MÉTODOS DE
ENSAIOS MAIS USUAIS.
ADRIEL SHUMACHER FERNANDES DA SILVEIRA MARTINS1, HERCILIO MACENA MAIA FILHO2
RESUMO A resistência à compressão do concreto é o principal parâmetro característico físico deste, torna-se uma necessidade importante para qualquer estrutura de concreto. No Brasil, os ensaios devidamente regulamentados pela ABNT para este fim são o ensaio de compressão de corpos de prova, extração de testemunho, esclerometria e o ensaio de Ultrassom. Nesse sentido o presente artigo além de abordar esses ensaios, também aponta a importância de fazer a rastreabilidade no concreto, a fim de manter um controle tecnológico que atenda às necessidades de qualquer tipo de construção, sendo ela, de pequena, médio ou grande porte. Mediante ao auxílio de uma pesquisa de campo descritiva, coletou-se informações sobre várias empresas na cidade de Mossoró-RN, com a finalidade de identificar quais os métodos praticados por essas empresas. Pós-coleta de dados procurou-se realizar um comparativo entre as empresas e consequentemente a elaboração de gráficos para facilitar o entendimento e mostrar o aspecto geral de algumas empresas atuantes na região. Após a análise dos resultados, encontrou-se uma diferença nessa realidade, indicando que nem todas as empresas entrevistadas realizam ensaios complementares em suas estruturas depois de executada. PALAVRAS-CHAVES: CONTROLE TECNOLÓGICO. CONCRETO. RESISTÊNCIA DO CONCRETO. ENSAIOS IN LOCO.
VERIFICATION OF RESISTANCE OF CONCRETE IN LOCO: MOST USUAL TESTING METHODS.
ABSTRACT
Compressive strength of concrete is the main physical characteristic parameter of this, becomes an important need for any concrete structure. In Brazil, the tests properly regulated by ABNT to this end are the assay proof bodies compression, extraction of testimony, concrete testing hammer and the ultrasound test. In this sense this article in addition to addressing these essays, also points out the importance of traceability in the concrete, in order to maintain a technological control that meets the needs of any type of construction, being, small, medium or large. Through the aid of a descriptive field survey collected information about several companies in the city of Mossoró-RN in order to identify what methods practiced by these companies. Post data collection sought to perform a comparison between companies and consequently the development of graphics to facilitate understanding and show the general appearance of some companies operating in the region. After the analysis of the results, we found a
¹Engenharia Civil, Universidade Potiguar (UNP/RN); e-mail: [email protected] 2Engenharia Civil, Universidade Potiguar (UNP/RN); e-mail: [email protected]
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difference in this reality, indicating that not all companies interviewed perform further testing in their structures after executed.
KEY WORDS: TECHNOLOGICAL CONTROL. CONCRETE. CONCRETE
STRENGTH. IN SITU TESTING.
1. INTRODUÇÃO
O tradicional concreto utilizado em todas as obras de edificações, seja ela de
pequeno, médio ou grande porte, é composto basicamente por um aglomerante
(cimento), agregado miúdo (areia) e um agregado graúdo (pedra britada), também
pode-se adicionar a essa mistura determinados aditivos que lhes acrescentam
características específicas.
O principal parâmetro de controle de qualidade para o concreto, resultado
dessa mistura, é sua a resistência característica a compressão Fck, que já vem
determinado em projeto, porém é necessário confirmar tal valor que geralmente é
determinado entre 7 e 28 dias. Dessa forma a análise da resistência característica a
compressão aos 28 dias confirmará se o concreto lançado atende ao Fck especificado
em projeto. Em caso do concreto executado não atender a resistência projetada aos
28 dias, é primordial poder identificar onde foi lançado tal concreto e a qual lote ele
pertence, dessa forma, tem-se a área de lançamento do concreto possivelmente não
conforme. Esta informação é obtida através da rastreabilidade do concreto. Com este
controle em mãos, será possível a execução de ensaios em pontos específicos para a
verificação da resistência in loco.
Os ensaios clássicos para averiguação do Fck in loco são: a extração de
testemunhos diretamente da estrutura, o esclerômetro de reflexão do tipo Schmidt e
ainda a utilização de ondas ultrassônicas através de sua propagação no material. A
necessidade de se determinar a resistência do concreto em uma peça já consolidada
(executada) é de fundamental importância para os engenheiros à frente de obras, pois
é com ela que se chegará à conclusão de que determinado concreto realmente
atendeu ou não as solicitações exigidas pelo projeto estrutural, tal necessidade surge
em caso de concretos lançados na estrutura, que supostamente não atingem o Fck
requerido. Esses concretos devem ter sua localização identificadas, sendo essencial
para isto o controle através da sua rastreabilidade, o que possibilitará a averiguação
do Fck através de ensaios específicos.
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Tendo-se a importância da averiguação in loco do Fck, este artigo tem como
objetivo geral apresentar um quadro indicativo quanto à execução da rastreabilidade, e
ao tipo de ensaio mais comumente utilizado, tendo como referência o corpo técnico
das obras de construção civil da cidade de Mossoró, Rio Grande do Norte. Para
atender a esse objetivo inicialmente buscou-se o embasamento teórico nas normas
brasileiras de regulamentação (NBR), por serem estas a base de todos os
procedimentos técnicos legais. Utilizou-se também a revista Téchne, Ibracon por
serem didáticas e modernas, e autores como Castro, Mehta, Malhotra entre outros. Na
segunda etapa do trabalho, realizou-se uma pesquisa de campo em empresas na
cidade em questão, com o objetivo de responder ao questionamento principal deste
artigo: as obras possibilitam a verificação da resistência do concreto in loco por meio
da rastreabilidade deste? Dessa forma espera-se traçar um perfil quanto a situação na
qual encontram-se as empresas com relação à um controle tecnológico.
2. METODOLOGIA
Para o desenvolvimento desse artigo, inicialmente realizou-se uma pesquisa
bibliográfica embasada nas normas brasileiras de regulamentação NBR [1,2,4,5],
revistas técnicas e livros de autores da área [9,11,14,19,21].
Para o desfecho do artigo, foi realizada uma pesquisa de campo descritiva
envolvendo 10 empresas na cidade de Mossoró, estado do Rio Grande do Norte,
Brasil, na região oeste do estado.
3. RESULTADOS E DISCUSSÕES
3.1 Ensaio de compressão de corpos de prova cilíndricos e a moldagem dos
corpos de provas.
O ensaio mais comum para medir a resistência à compressão do concreto é o
ensaio de compressão axial. De acordo com Lima [16] esta é medida através de
corpos de prova, em ensaios destrutivos a fim de verificar a resistência do concreto,
em idade de 28 dias (Fck). O Fck é um valor estatístico onde estão 95% dos
resultados experimentais, desta forma, se até 5% dos resultados forem inferiores, esse
concreto poderá ser aceito.
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Na moldagem dos corpos de provas é obrigatório seguir todas as orientações
indicada pela NBR 5738 [5] na realização do ensaio para ter melhor controle na
qualidade do concreto, que é o principal material que compõe os elementos estruturais
em uma obra. A qualidade final de uma estrutura de concreto armado depende tanto
do controle de suas propriedades no estado fresco, como no seu estado endurecido.
Segundo a ABNT NBR-5738 [5], quando o concreto é recebido ou produzido
na obra, são coletadas amostras, para realizar ensaios de resistência e verificar se o
material está adequado para uso. Os corpos de prova são moldados segundo padrão
e ordens específicas. No formato cilíndrico, os moldes mais utilizados possuem dois
tamanhos: 100 mm x 200 mm, preenchidos com concreto em duas camadas
sucessivas, cada uma delas recebendo 12 golpes com a haste de socamento, e 150
mm x 300 mm, em que são aplicados 25 golpes em cada uma de suas três camadas
de preenchimento.
Em geral, como padroniza a NBR-5738 [5], são moldados 4 corpos de prova
por carga de concreto, para os ensaios que serão realizados após 7 e 28 dias,
períodos correspondentes às diversas etapas da cura.
3.2 Rastreabilidade do Concreto
Inicialmente é essencial abordar o quanto é importante possuir um controle de
mapeamento do concreto em uma obra, o mesmo proporcionará a identificação do
local em que foi lançado algum concreto que esteja possivelmente em desacordo com
o Fck solicitado, podendo-se atuar diretamente no problema, ou seja, reduzindo os
gastos de uma possível buscar por concreto defeituoso e mais gastos com ensaios.
A rastreabilidade constitui um mapeamento do concreto lançado, que de
acordo com Faria [12] funciona da seguinte forma: cada caminhão betoneira que
chega a obra e inicia a concretagem, moldam-se dois corpos de prova, em seguida
desenha-se um croqui da estrutura a ser concretada, identifica-se cada caminhão
betoneira com uma determinada cor ou outra forma de identificação, placa do
caminhão, nota fiscal, hora de chegada, e o mais importante, a área na qual o
caminhão conseguiu concretar, esse procedimento deve ser realizado para cada
caminhão que chegar a obra. A FIGURA 1 representa o que foi descrito acima.
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Figura 1: Controle Total de Concretagem.
Fonte: www.techne.pini.com.br/engenharia-civil/152/artigo287700-2.aspx
A rastreabilidade que é um ponto importante em sistemas de controle de
qualidade como o PBQP-H, possibilita um controle geral de todo o concreto lançado
na estrutura, caso venham a surgir problemas referentes à resistência, com o
mapeamento, pode-se atuar diretamente no setor defeituoso, com técnicas
específicas, desta forma será abordado os principais tipos de ensaios mais usuais em
obras.
3.3 Fatores que influenciam na qualidade final do concreto.
O concreto por ser um material heterogêneo, dependerá de diversos fatores,
sendo necessário controlar essencialmente a qualidade dos materiais envolvidos,
desde a armazenagem à aplicação. O ambiente também é um fator decisivo no
resultado final, e consequentemente, os ensaios a serem desenvolvidos no mesmo,
são todos parâmetros que devem ser revisados para não comprometer a segurança
da estrutura e analisar de forma correta a resistência do concreto lançado, se confirma
ou não o que foi solicitado em projeto [3].
O concreto produzido pode ser avaliado por meio do ensaio de resistência a
compressão com o rompimento de corpos-de-prova moldados na concretagem. Porém
segundo Guzmám; Bauer; Krauss [15], na maioria das vezes podem não representar a
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realidade da estrutura em estudo, devido às condições de lançamento, cura e
adensamento que são diferentes das apresentadas em obra, tendo-se como exemplo
o lançamento do concreto na estrutura, no qual o mesmo é lançado, adensado e
possui uma cura adequada, tudo isso para garantir o Fck solicitado, o mesmo também
poderá chegar a um valor inferior ao requisitado. Assim, a moldagem e o rompimento
de CP’s de concreto não é o único ponto de observância para garantir um concreto de
qualidade, pois suas características quando endurecido está atrelado desde a
definição no laboratório à chegada in loco. Na FIGURA 2, encontram-se vários fatores
que podem influenciar a qualidade final do concreto.
Figura 2: Fatores que Influenciam a Qualidade Final do Concreto.
Fonte: www.techne.pini.com.br/engenharia-civil/152/artigo287700-2.aspx
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3.4 Ensaios praticados para averiguar a resistência do concreto na estrutura
executada (in loco).
3.4.1 Extração de testemunhos
A extração de testemunhos das estruturas de concreto para avaliação da sua
resistência, segundo Orlando [20] é considerada por vários pesquisadores como o
método de maior confiabilidade por permitir uma avaliação direta do concreto da
estrutura.
De acordo com Orlando [20] os testemunhos retirados da peça em questão
podem possuir a forma geométrica de cilindro, cúbico ou prismático, que são extraídos
por meio de corte com sonda rotativa ou com disco. O objeto principal da extração
desses representantes é a avaliação da resistência à compressão do concreto em
estudo
A extração de testemunhos obtidos da estrutura in loco e, consequentemente
seu rompimento, é a técnica mais aceita para estimar a resistência a compressão.
Pode-se afirmar então, que este ensaio representa fielmente as qualidades existentes
em um concreto in loco (análise do cimento, areia, brita e fator água cimento do
concreto), pois todo o ensaio esta embasado em uma amostra direta da estrutura.
Com os resultados do ensaio em mãos, poderá confirmar ou não, a resistência
requerida em projeto.
Segundo a norma brasileira de regulamentação NBR 7680, para se
determinar os locais de extração, deve-se levar em consideração os lotes de concretos
utilizados na estrutura ou seja, ter realizado a rastreabilidade do concreto, porém,
ressalta-se que, nem todos os responsáveis frente às obras fazem o uso de tal
controle do concreto. Ainda de acordo com a referida norma, os exemplares devem
ser íntegros, isentos de materiais que não seja o concreto, como pedaços de madeira
ou aço.
Desta forma é relevante saber as dimensões dos testemunhos, que devem
ser no mínimo três vezes maior que a dimensão máxima do agregado graúdo e maior
ou igual a 100 mm. As FIGURAS 3 e 4 são ilustrativas dos ensaios de extração de
testemunhos:
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Figura 3: Extração de Testemunho
Fonte: http://www.peritos.eng.br/ferramentas/extrator
Figura 4: Extração de Testemunho
Fonte: http://www.peritos.eng.br/ferramentas/extrator 3.4.2 Esclerometria
O esclerômetro segundo vários autores [17,18], é um método não destrutivo
que mede a dureza superficial do concreto, fornecendo dados para a avaliação da
resistência do concreto endurecido. O esclerômetro é conhecido por ser um aparelho
portátil, simples e de baixo custo. O método consiste em um martelo controlado por
uma mola que desliza por um pistão. Para a avaliação da dureza superficial do
concreto, o operador exerce um esforço sobre o pistão contra uma estrutura, ele reage
contra a força da mola; e quando completamente estendida a mola é automaticamente
liberada. O martelo choca no embolo que atua contra a superfície do concreto e a
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massa controlada pela mola recua, deslizando com um ponteiro de arraste ao longo de
uma escala guia que é usada para indicar o valor da reflexão do martelo [7,18].
A FIGURA 5 ilustra um esclerômetro e as partes que o compõe.
Figura 5: Seção Longitudinal do Esclerômetro Tipo Schmidt. Fonte:
Mindess e Young (1981) apud Figueiredo (2005), Castro (2009)
Segundo Malhotra apud Guzmám; Bauer; Krauss, [7], o esclerômetro além de
possuir um baixo custo, apresenta um manuseio simples. O mesmo não deve ser
empregado como ensaio de referência para a determinação da resistência do concreto
in loco, devendo associá-lo a ensaios padronizados pelas normas regulamentadoras
NBR’s, ou seja, associá-lo a ensaios com maior precisão de resultados. Ademais, o
ensaio de esclerometria não determina a resistência do concreto, mas sim, fornece
uma correlação, não sendo aceito em substituição ao ensaio de resistência à
compressão [7]. Portanto, não se pode esperar que o esclerômetro, que é um ensaio
não destrutivo, possa gerar valores exatos do Fck da estrutura acabada, mas sim
estimativas [7,17].
3.4.3 Ensaio de Ultrassom
De acordo com Bungey apud Souza (2010) os primeiros registros de
utilização de propagação de ondas ultrassônicas, datam dos anos 40 nos Estados
Unidos. O referido ensaio tem por finalidade detectar falhas internas do concreto
devido a uma má concretagem, ou um concreto com agregados de má qualidade e até
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uma cura inadequada, encontrar fissuras podendo até determinar suas dimensões e o
mais importante à constatação do Fck do concreto executado [7,13]. A velocidade de
propagação ultrassônica também é utilizado para avaliar danos a concretos atingidos
por fogo, congelamento ou agentes químicos. Para facilitar o entendimento de como o
concreto está relacionado com a velocidade de propagação ultrassônica, conforme
Figueiredo [13] é importante observar que a velocidade da onda irá variar de acordo
com o meio ao qual ela se propaga, sendo a velocidade nos sólidos maior que nos
líquidos, que por sua vez, é maior que nos gases. Portanto quanto maior a velocidade
da onda ultrassônica melhor é a qualidade do concreto, pois ele será mais denso, sem
falhas. O QUADRO 1 apresenta uma classificação da qualidade do concreto de acordo
com as diversas velocidades ultrassônicas.
Quadro 1: Classificação da qualidade do concreto em relação à velocidade de
propagação ultrassônica.
Fonte: Whitehurt apud Figueiredo [13], Castro [7].
De acordo com a ABNT NBR 8802 [2], vale salientar que a velocidade de
propagação de ondas ultrassônicas pode ser feita de três maneiras, transmissão
direta, indireta e semidireta, de acordo com as FIGURAS 6-7.
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Figura 6: Transmissão Direta de Ondas Ultrassônicas.
Fonte: ABNT NBR 8802 [2].
Figura 7: Transmissão Indireta de Ondas Ultrassônicas.
Fonte: ABNT NBR 8802 [2].
Figura 8: Transmissão Semidireta de Ondas Ultrassônicas.
Fonte: ABNT NBR 8802 [2].
Pode-se afirmar que a junção de um ou mais métodos de verificação do Fck
in loco, é utilizada para aumentar o nível de precisão da constatação da resistência do
concreto, verificar o atendimento ou não do que foi solicitado.
4. Visão local, pesquisa de campo descritiva em empresas na cidade de
Mossoró-RN com relação aos ensaios praticados.
Essa pesquisa de campo teve como objetivo apresentar um quadro
representativo das empresas de Mossoró-RN, que executam a rastreabilidade do
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concreto e quais são os tipos de ensaio mais utilizado para a averiguação da
resistência característica do concreto in loco na cidade em questão.
4.1 Coleta de dados
A coleta de dados foi realizada a partir de dez visitas, feitas a construções de
dez diferentes empresas. As perguntas foram direcionadas aos responsáveis técnicos
frente às obras, contidas em um questionário. A análise das respostas foi realizada a
fim de organizar as informações sobre as atividades, que são indispensáveis para a
conclusão dessa pesquisa.
Nas FIGURAS 9-11, tem descrito informações sobre uma amostragem, de um
total de 105 empresas atualmente ativas, com obras em andamento na cidade
segundo dados do Sindicato (SINTRACONM, 2014).
Este tópico foi feito não para saber a diferença entre os dois métodos, mas
para quantificar as empresas que escolheram sua forma de produzir o concreto
(FIGURA 9), ressaltando que, para cada uma dessas empresas os processos para
fazer sua rastreabilidade são diferentes.
Figura 9: Gráfico da relação de como o concreto é produzido nas empresas
entrevistadas
Como é normalizado, pode-se afirmar que 100% das empresas entrevistadas
fazem o ensaio de rompimento de corpo de prova cilíndrico, porém, 70% fazem sua
40%
60%
Produção do Concreto
Usinado
Em Obra
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rastreabilidade (FIGURA 10), independentemente do seu concreto ser usinado ou
rodado em obra.
Figura 10: Gráfico da relação das empresas que fazem a rastreabilidade no concreto
Ao observar a FIIGURA 11 pode-se concluir que, apenas 40% das empresas
entrevistadas utilizam ensaios complementares no concreto, mesmo assim, somente o
aplicam em casos específicos, quando da ocorrência de alguma patologia no concreto
ou quando a resistência no CP (Corpo de Prova) após seu rompimento não atende ao
Fck especificado no projeto. Porém, dos métodos citados no desenvolvimento deste
artigo, são utilizados por essas empresas apenas o ensaio de extração de testemunho
e a Esclerometria.
70%
30%
Rastreabilidade
Fazem
Não Fazem
40%
60%
Aplicação de Ensaios
Aplicam
Não Aplicam
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Figura 11: Gráfico da relação das empresas que usam ensaios complementares no
concreto.
Na cidade de Mossoró não há empresas especializadas em fazer esses tipos
de ensaios diferenciados no concreto, o que torna ainda mais inviável em relação ao
custo, pois o mesmo vem a ser mais caro buscar de fora, que é o que acontece com
algumas empresas entrevistadas, eles têm de contratar serviços terceirizados de
Natal-RN. Entretanto, de acordo com as respostas obtidas, pode-se perceber que
mesmo assim, parte dessas empresas trata o controle de qualidade do concreto com a
devida importância, independente de o seu concreto ser usinado ou rodado em obra.
Como foi discutido ao longo desse trabalho é inviável a realização de apenas
um tipo de método de ensaio para a determinação de sua resistência. No geral, fazem
o ensaio de rompimento de CP’s e adotam um programa de qualidade, enquanto
outras obras combatem essa preocupação do Fck com a qualidade do concreto,
apenas solicitando o mesmo com um Fck superior ao requisitado pelo projetista de
estruturas.
5. CONSIDERAÇÕES FINAIS
A pesquisa realizada possibilitou uma familiarização de algumas técnicas de
controle de qualidade do concreto na engenharia civil. Para satisfazer este objetivo,
optou-se por uma descrição sequencial dos componentes acima citados.
Em virtude dos fatos mencionados e de um universo pouco representativo
para atender a finalidade deste trabalho, pode-se identificar a importância da
constatação da qualidade do concreto, desde a sua chegada in loco realizando a
rastreabilidade. Quanto à prática correta do método de ensaio, sendo ele destrutivo ou
não, percebe-se que independentemente de um método ser mais prático, fácil de
encontrar ou mais barato que o outro, não são fatores determinantes para sua
escolha. A constatação do Fck em uma estrutura executada apenas deve ser
confirmada com a utilização de um ensaio principal normatizado em conjunto de um
ensaio complementar, dessa forma tendo mais fatores para serem analisados e
discutidos a fim de se chegar a um ponto comum.
A falta de empresas especializadas em ensaios destrutivos ou não na região,
infelizmente é uma grande desvantagem para as construtoras de Mossoró, pois assim
dificulta muito para elas tomarem a iniciativa de começar um plano de controle de
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qualidade de concreto mais eficaz, resultando erroneamente em manter apenas o
simples ensaio do rompimento de corpo de prova cilíndrico.
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